Силовая установка

Союз СоветскихСоцналнстнческнхРеспублнк ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1111002641(22) Заявлено 30.01,81 (21) 3276058/25-06с присоединением заявки Мо -(23) ПриоритетОпубликовано 07,0383, Бюллетень М 9Дата опубликования описания 0703 ВЗ Р 11 М К зГ 02 6 5/00 Г О 1 й 7/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54 ) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, в частности к устройствам, использующим отходящее тепло двигателей внутреннего сгорания для повышения эффективноети и снижения шума.Известны силовые установки, со.держащие двигатель внутреннего сгорания, по меньшей мере два водоподогревателя, установленные в вертикальной выхлопной трубе, подсоединенной изогнутым участком к выпускным органам двигателя, сепаратор, подключенный к выходному участку выхлопной трубы, водяной бак, подсоединенный через силовую магистраль к сепаратору и к водоподогревателям, циркуляционный насос, напорная магистраль которого подключена к сепаратору и ;к водоптздогревателем,и потребитель тепла 11.Однако в таких силовых установках .недостаточно эффективно используется тепло выхлопных газов, так как вода, применяемая для передачи .энергии в потребители тепла, проходит через водоподогреватели, выпол,ненные в виде трубок, расположенных в выхлопной трубе. Это приводит к снижению эффективности передачи теплаэрт отработавших газов к воде, к увеличению гидравлического сопротивления выхлопной трубы и к сниже.нию эффективности всей установки в целом.Цель изобретения - повышение эф-фективности силовой установки и снижение шума выхлопа.10 Для достижения поставленной целив известной силовой установке, содержащей двигатель внутреннего сгорания, по меньшей мере два водойодогревателя, установленныхв вертикальной выхлопной трубе, подсоединенной изогнутым участком к выпускным органам двигателя, сепаратор, подключенный к выходному участку выхлопной трубы, во.дяной бак, подсоединенный через сливную магистраль к сепаратору и к водо- подогревателям, циркуляционный насос, напорная магистраль которого подклю-, чена к сепаратору и к водоподогревателям, и потребитель тепла, каждый водоподогреватель выполнен в виде контактного теплообменника, снабжен форсунками распыла воды и патрубком отвода избыточной воды, потребитель тепла выполнен в виде рекуперативных теплообменников и усТановлен в напорной магистрали насоса, изогнутыйучасток трубы выполнен сответвлением,которое подсоединено к баку, а форсунки подключены к напорной магистрали насоса,Кроме того, в ответвлении изогнутого участка установлен автоматический.поплавковый клапан.Выхлойная труба разделена по длине на участки, контактные теплообменники размещены между участкамии каждый из них выполнен в виде поло го усеченного конуса, к основаниюкоторого прикреплен срез участка, выхлопной трубы, а к боковой образующей - Форсунка, форсунка ориентированавыходным отверстием напротив среза 15выхлопной трубы.При этом форсунка может быть также снабжена дополнительным выходнымотверст,.ем, ориентированным к вершине усеченного конуса. 20На чертеже изображена схема силовой установки.Силовая установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, дна водоподогревателя 2 и 3, вертикальную 25выхлопную трубу 4, сепаратор 5, водяной бак б, циркуляционный насос 7,и потребитель тепла 8, В предлагаемой силовой установке выхлопная тру -ба 4 подсоединена изогнутым участком 9 к выпускным органам 10 двигате -ля 1, сепаратор 5 подключен к выход -ному участку 11 выхлопной трубы 4,водяной бак б подсоединен черезсливную магистраль 12 к сепаратору 5и к водоподогревателям 2 и 3, напор -35ная магистраль 13 циркуляционного насоса 7 подключена к сепаратору 5 ик водоподогренателям 2 и 3. Каждый,нодоподогреватель 2 и 3 силовой установки выполнен в виде контактного 40теплообменника, снабжен форсунками 14 и 15 распыла воды и патрубками 16 и 17 отвода избыточной воды,потребитель 8 тепла выполнен в видерекуперативных теплообменников и установлен в напорной магистрали 13насоса 7, изогнутый участок 9 трубы 4 выполнен с ответвлением 18,которое подсоединено через трубопронод 19 и сливную магистраль 12 к 50баку б, а Форсунки 14 и 15 подключены к напорной магистрали 13 насоса 7.Кроме того, н отнетнлении 18изогнутого участка 9 установлен автоматический поплавковый клапан 20,55выхлопная труба 4 разделена по длинена участки 21 и 22, контактные теплообменники размещены между этимиучастками и каждый из них.выполненв виде полого усеченного конуса, к 60основанию 23 и 24 которого прикреплен срез 25 и 26 участка 21 и 22выхлопной трубы 4, а к боковой образующей 27 и 28 - форсунка 14 и 15.В оилавой устанонке одна форсУнка,например 14, может быть выполненас одним выходным отверстием 29,ориентированным напротив среза 25участка 21 выхлопной трубы 4, а другая форсунка, например 15, кромеосновного отнерстия 30, может бытьснабжена дополнительным выходнымотверстием 31, ориентированнымк вершине 32 усеченного кс/нуса.Длярегулирования форсунок 14 и 15 иочистки водоподогревателей 2 и 3,они снабжены люками 32 и 33, В слин -ной магистрали 12 перед водяным ба -ком б установлен фильтр 34,Силовая установка работает следу -ющим образом.Выхлопные газы двигателя 1 внутреннего сгорания с высокой температурой поступают в водоподогреватель 2,выполненный в виде контактного теплообменника, в котором установленафорсунка 14, обеспечивающая тонкийраспыл воды в виде факела капель,Эти капли воды испаряются во встречном потоке газа, снижают его температуру и, соответственно, давление,Это приводит к уменьшению шума выхлопа, снижению протинодавления потоку газа в трубе 4, улучшению протекания процессов газообмена и к уве -личению эффективности процессов сгорания в цилиндре двигателя 1, Избыточная вода, подаваемая форсункой 14,стекает через ответвление 18 и патрубок 16 отвода воды. Эта вода, подогретая до температуры кипения,поступает н бак б,а из него с помощьюциркуляционного насоса 7 - в потребитель 8 тепла и снова к форсунке 14.В потребителе 8 тепла рекуперативном теплообменнике происходит утилизация тепла, используемого, например, для обогрева транспортногосредства или, в случае стационарнойустановки, для обогрева помещений,В случае избыточного накопленияводы в ответвлении 18 автоматический поплавковый клапан 20 всплываетобеспечивая слив ноды,Из участка 22 трубы 4 парогазоная смесь поступает во второй водоподогреватель 3, где она охлаждается, отдавая тепло воде, распылинаемой форсункой 15. Это способстнуетдополнительному снижению давленияи температуры отработавших газов,а также шума выхлопа. Неиспариншаясячасть воды, подогревается и поступает через патрубок 17 отвода водыи сливную магистраль 12 н водянойбак б, повышая в нем температуру воды.В сепараторе 5 происходит отделение капель воды, уносимой потоком парогазовой смеси, и дополнительный подогрев воды, поступающей из потребителя 8 тепла по напорной магистрали 13. Выполнение .форсунок 14 и 15ориентированными выхлопными отверстиями 29 и 30 напротив среза 25 и 26участков 21 и 22 выхлопной трубы 4,а также выполнение одной из форсунок,например 15 с дополнительйым выходнымотверстием 31, ориентированным к вершине усеченного конуса, способствует лучшему распыливанию воды.Таким образом, в описываемой силовой установке обеспечивается уменьшение шума выхлопа и повышение эффективности эа счет снижения противодавления на выхлопе из цилиндров двигателя и повышения степени утилизациитепла в рекуперативных теплообменниках,Формула изобретения201. Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания, по меньшей мере два водоподогревателя, установленные в вертикальной выхлопной трубе, подсоединенной изогнутым 25 участком к выпускным органам двигателя, сепаратор, подключенный к выходному участку выхлопной трубы,водяной бак, подсоединенный через сливную магистрь к сепаратору и к водоподогревателям, циркуляционный насос, напорная магистраль которого подключена к сепаратору и к водоподогревателям, и потребитель тепла, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью35 повышения эффективности, каждый водоподогреватель выполнен в виде контактного теплообменника, снабжен форсунками распыла воды и патрубком от= вода избыточной воды, потребитель тепла выполнен в виде рекуперативных теплообменников и установлен в напорной магистрали насоса, изогнутый учаСток трубы выполнен с ответвлением, которое подсоединено к баку, а форсунки подключены к напорной магистрали насоса.2. Установка по п, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в ответвлении изогнутого участка установлен автоматический поплавковый клапан.3. Установка по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что выхлопная труба разделена по длине на участки, контактные теплообменники размещены между участками и каждый из них выполнен в виде полого усеченного конуса, к основанию котоРого прикреплен срез участка выхлопной трубы, а к боковой обраэующейфорсунка.4. Установка по п. 3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что форсунка ориентирована выходным отверстием напротив среза выхлопной трубы.5. Установка по п. 3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что форсунка снабжена дополнительным выходным отверстием, ориентированным к вершине усеченного конуса. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ливенцев Ф.Л, Силовые установки с двигателями внутренного сгорания. Л., "Машиностроение", 1969,с. 259, рис 146.10026 41 Редактор Т.Ми о д. 4/5 илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна кав 1493/10ВНИИПпо11303 Составитель В .КозловТехред М.Коштура Корректор Ю.Макаренко Тираж 548 Подпиосударственного комитета СССРам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,